Endbearbeitung von Thermoformteilen bei hoher Geschwindigkeit: Laser-Scan
Die Endbearbeitung von Thermoformteilen erfordert sehr hohe Geschwindigkeiten. Ab einem gewissen Punkt reicht der Roboter allein nicht mehr aus.
Sind diese Geschwindigkeiten erreicht, kann der Roboter die Schnittpräzision nicht mehr gewährleisten. Der Laser-Scan ist die Lösung für dieses Problem.
So funktioniert der Laser-Scan
Der Hauptvorteil des Laser-Scans liegt in der perfekten Ausführung der Schnittgeometrie. Der Scankopf ist am Roboterhandgelenk montiert: Der Laserstrahl, von einem speziellen Objektiv fokussiert, wird von zwei Spiegeln bewegt, die auf zwei Galvanometern mit zueinander senkrechten Achsen sitzen.
Das Objektiv, den Galvanometern vorgelagert, verfügt über ein lineares Galvanometer, das die korrekte Fokussierung des Laserstrahls an allen Punkten des Arbeitsfelds des Laser-Scans sicherstellt.
Das Arbeitsfeld wird vom Hersteller festgelegt, wobei die Schnittzeiten des Scans und die Zeiten, die der Roboter zum Erreichen der einzelnen Positionen benötigt, optimiert werden. In der Regel wählt man ein recht kleines Feld, zum Beispiel 200×200 mm², um mit der höchstmöglichen Geschwindigkeit zu schneiden und so die längeren Verfahrzeiten des Roboters auszugleichen.
Der Laser-Scan ist am Roboterhandgelenk montiert: Sobald sich dieser über dem Schnittbereich positioniert, gibt er den Laser-Scan frei, der die im Arbeitsfeld vorgesehenen Schnitte ausführt.
Der Roboter positioniert. Der Laser-Scan schneidet.
Ein praktisches Beispiel
Nehmen wir an, auf einer dünnen ebenen Platte sollen in einem Bereich zwei Bohrungen mit unterschiedlichem Durchmesser und in einem anderen Bereich zwei Quadrate mit unterschiedlicher Seitenlänge ausgeführt werden.
Ausgehend von der Home-Position bringt das Roboterprogramm den Roboter so in Position, dass die beiden Bohrungen im Arbeitsfeld des Laser-Scans liegen. In Position angekommen, gibt der Roboter den Befehl, das Programm der beiden Bohrungen auszuführen. Ist der Schnitt beendet, gibt der Scan den Roboter frei, damit er sich in den nächsten Bereich bewegt, wo der Laser-Scan das Schnittprogramm der beiden Quadrate ausführt.
Nach Abschluss des Vorgangs meldet der Laser-Scan dem Roboter, in die Ausgangsposition zurückzukehren, bereit für den nächsten Auftrag.
Die Programmierungen des Laser-Roboter-Systems mit Laser-Scan
Das mit dem Laser-Scan ausgestattete Laser-Roboter-System erfordert zwei unterschiedliche Programmierungen:
- die Schnittbahnen, die offline programmiert und anschließend auf die Steuerung des Scans geladen werden können;
- die Abfolge der Positionen, die der Roboter einnehmen muss, in der Regel durch Selbstlernen erstellt, wobei der Scan im richtigen Fokusabstand zur Schnittebene zu positionieren ist.
Der Laser-Roboter mit Laser-Scan kommt bei der Endbearbeitung von Thermoformteilen zum Einsatz, deren Wände größtenteils dünn sind, etwa Kühlzellen oder Gefriergeräte (Inner Liner).
Diese Thermoformteile haben Oberflächen mit einer Wandstärke von teils unter einem Millimeter, auf denen Schnittgeschwindigkeiten von über 25 m/min (420 mm/s) erreicht werden. Trotz der hohen Geschwindigkeit hält das System die Schnittgeometrie mit großer Genauigkeit ein.
Einige Beispiele wurden mit dem System RX3 mit Laser-Scan und einer Laserquelle RF899 aus der Produktion von Cutlite Penta erzielt: Diese Öffnungen, auf einer Stärke von 1 mm ausgeführt, wurden mit einer Geschwindigkeit von 22 m/min geschnitten.
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